JPS5865548A - 連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１ＩｌｌＩＩＪｉ用回転輪と無端ベルトにより
形成した鋳型内に金属溶湯を注湯して鋳塊を連続して製
造する連続鋳造方法に関するもので、％＃ｃｉｌｌｉＩ
Ｉ塊の発汗現象を防止して鋳塊の品質及び性能の向上を
討つ友ものである。

一般に金Ｊｉｍ材蝶周ｒｋｉに凹溝を設けた鋳型用回転
輪と、その一部周面と接動する金属無端ベル）Ｋより、
連続してｍｕを形成し該１１１１Ｍ内に一端より金属溶
湯を注湯し鋳型周面に冷却水を噴射して冷却凝固せしめ
、鋳型の他端より連続して鋳塊を取出し、これに連続熱
間圧延と冷間伸線加工を加えて造られている。このよう
な鋳造工種において、ｆｓ１１！内に注入された金属溶
湯はその初期に鋳型自身の熱容量によって多量の熱が奪
われ、鋳型内面に＃固穀（以下スキンと略記）ｔ−形成
し、同時にスキンの凝固収縮に゛より鋳型との関に空隙
を生じ、鋳型内のｆｒｉｌｌ形状より小さい相似形とな
る０続いて鋳型周囲に噴射した冷却水により鋳型を介し
て冷却され、全域凝固して鋳塊となり鋳型の他端よシ連
続的＃／ｃＩｉＬ出される。

凝固収縮により生じた空隙は鋳型内の鋳塊ｉ１＆が低下
する間増加し続ける物理的現象であり、薄いスキンが生
成し始める鋳造初期のｇ！ｐＪｉＩＩ′ｉ＃型と鋳塊間
の熱伝達能を低下せしめる几め、スキンからの熱抽出が
不充分となり鋳塊品質を低下せしめる発汗現象を起す＠
発汗現象は凝固直彼の高温のスキンが内部の高温の熱に
より局部的に再溶解を起し、内部溶謔やスキン中の低融
点成分、即ち未凝固の金属が内部の静圧によりスキン表
面に粒状に突出する現象であり、このような発汗部は脆
くなシ発汗の程度がある限界を越すと、熱間圧延におい
て圧ｇ＠れを起し圧延材の品質を著しく低下し、またそ
の後の伸線加工においても断線事故の原因となるば＞９
か、製品の機械的性能を劣化させたり、変動させる等生
産性や品質に悪影響を及ぼす。

このような発汗現象を防止するため、従来は溶湯の注湯
温度、鋳造速度、鋳型温ｆ（冷却水量）等の鋳造条件を
一定に保持して鋳造を行なっているが、鋳造初期に発生
する空隙は１／１００〜１／１０ｍ５程度であり、しか
も鋳造は動的に行なわれるため、鋳型と一塊の接触具合
、即ち鋳型の熱抽出能が常に変動するところから鋳造さ
れた鋳塊ＫｉｊＬばしは発汗現象が生じていた。

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、発汗現象を防止し
た連続鋳造方法を開発したもので、周面に凹溝を設けた
鋳型用回転輪と、その一部周面と接動する金属無端ベル
トにより連続して鋳型を形成し該鋳型内に一端よシ金嬌
溶湯を注湯し鋳型周囲に冷却水を噴射して溶湯を冷却凝
固せしめ、鋳型の他端より鋳塊を取出す方法において、
取出した鋳塊の厚さを測定し該厚さが鋳型内寸法厚さに
可及的に近ずくように鋳造条件を制御することを特徴と
するものである・ 即ち一定の鋳造条件で連続鋳造した鋳塊厚さと鋳塊表面
の発汗に起因する欠陥点数との関係を調べた結果、鋳塊
厚さが大きい程欠陥点数が少なくなることが判った。例
えば第１図＃ｉ鋳型内法厚さ５ｏ−によりイ号アルミニ
ウム合金を連続鋳造し几場合の鋳塊厚さと発汗に起因す
る欠陥点数との関係を示したもので、鋳塊厚さが大きく
なると欠陥点数が小さくなることが判る＠ま友鋳塊厚（
ｔｍ）Ｋ影響を与える鋳造因子は注湯温度（ｃ’ｒｃ）
と鋳型温度（ＭＴｔｌ：）であり、これ等は次の実験式
の関係にある。

ｔｍ（７Ｘ１Ｇ−叶’＋５０Ｘ１０−４ＭＴ＋７１．６
７６　）晶但しＩＴは鋳塊温度ＣＣ）を示す。

本発明はこれ等の関係から鋳塊厚さを連続的に掬造条件
を制御することによシ、発汗のない健全な一塊を製造す
るもので、第２図に示すように周面に凹溝を設は定鋳造
用回転輪α）と案内回転輪（２）間に金属無端ベルト０
）を掛廻し、プツシェロール（４）により回転輪α）の
一部周面にベルｌ）を接動させて＃型（５）を連続的に
廊成し鎖部ａ　（Ｓ）の周ｓＫ冷却ゾーン（句を設けて
鋳型（５）周囲に水を噴射し鋳１ｆ！（５）の一端に設
けた注湯ノズル６）ＫよりＩｓ型瘍）内に金属溶湯を注
湯して冷却凝固せしめ、鋳ｆｆ１（５）の他端より鋳塊
（８）を連続的ＫｋＲ出し、これを厚さ測定装置６）Ｋ
通して鋳塊厚さ＝ｆ を測定し、該厚さが鋳ｍ　（Ｓ）＠　ＩＭ、ｐ厚さに可
及的に近ずくように鋳造条件を制御するものである。陶
図において（１０）（１１）は厚さ測定装置ｅ）の前後
に設けたピンチロール、（１２）は熱間圧延装置、（１
３）社寺取り装置を示す・ 鋳造条件の制御としては注湯温度、鋳造速度又は／及び
鋳型温度（冷却水量）を制御する鳴のである＠注湯温ｌ
ｔ扛鋳造速度のみの影響を受けて変化するものて、−造
速度が速くなると保持炉等から注湯部に至るまでの溶湯
が流れる所要時間が短かくなり、この間に大気或は移送
機等ＫＩＩｋ収される熱量が減少し注湯部における＃ｌ
湯温度が上昇し、注湯温度が高くなる。しかし通常の操
業では鋳造速度を一定に保持するため、上記の如き影響
を受けることなく、注湯部ＩＩｔは設定温度に対し±２
℃の範囲内に制御されており、従って１ｌｌＩ型温度即
ち冷却水量を制御することが望ましい。鋳型温度は鋳型
とスキンとの間に発生する！２！隙の量（厚さ）Ｋより
変化するため、冷却水量を減少させて鋳型温度を高めれ
ば空隙の量は減少し、鋳塊の厚さは厚くなり、鋳型とス
キンの接触度合が向上し、凝固収縮を制御して健全なス
キンが形成され発汗現象が防止される・ 鋳塊厚さ測定装置としては、例えば第３図に示すように
１に同な構造物（１４）Ｋ！１ｉｔｕに固定したシリン
ダー（１５）［Ｗ　？／ド（１６）を挿入し、該ａラド
（１６）Ｏ上部には水平に固定された軸（１７Ｘ）片端
にガイドロール（１８）を回転自在に取付け、被測定物
の上下変位により、その軌跡が上下に変化しても、常に
被測定物の下面に確実に一接触するようにシリイダ−（
１５）と軸（１７）関にスプリング（１９）を介入する
。軸（１７）のガイドロール（１Ｂ）と反対側の端部（
２０）に、該端部（２０）を支点とするアーム（２１）
を軸（１７）と直角に、ｔｌぼ水平に設はアーム（２１
）の一端をシリンダー（１５）に取付けたフック（２２
）　Ｋスプリング（２３）で接続し、アーム（２１）の
他端を上方（押し上げるようＫなっている。アーム（２
１）の他端に：社軸（１７）と平行に基準軸（２４）を
固定し、該基準軸（２４）の一端にガイドロール（１８
）と同一軌道上に回転自在の下部検知ロール（２５）を
取付ける。下部検知ロール（２５）の直上には基準軸（
２４）と平行な水平軸（２７）に上部検知ロール（２６
）を回転自在に取付け、基準軸（２４）と水平軸（２７
）間に両軸（２４）（２７）を上下平行に維持する支持
機構（２８）を取付け、該支持１ｍｍ　（２８）を基準
軸（２４）と直角に固定する・余−損森県−醐υ澁鳩清
轟淋滋燦勤家そして基準軸（２４）と水平軸（２７）と
の間に支持機構（２８）と平行に差動変位針（２９）を
設けたもので、上部検知ロール（２６）と下部積卸ロー
ル（２５）間の間隙、即ち＃塊の厚さの変化に比例した
電位を発生する。

上記鋳塊厚さ測定装置に、よれば第４図＜ａ）〜Φ）に
示すように＃塊（８）の軌跡（８′）が上下に変化した
り、うねったり下向率又は上向き、或はこれ等を合せた
変化を起してもガイドロール（１８）は常に一塊（８）
下面に接触し、上下両検知ロール（２５）（２６）　（
Ｄ鋳塊（８）との接触点を常に＾塊（２）の長手方向と
直角に保持し鋳塊（８）の厚さを正確に測定すること声
できるもので、（ａ）は正常な場合、φ）は上方に変化
する場合、（Ｃ）は下向きに変化する場合、（中は上向
きに変化する場合を示す。

本発明は鋳型から取出した鋳塊の厚さを上記測定外 ９９．２％以上となるように鋳造条件、特に冷却水量を
制御することにより鋳塊の発汗現象を防止して鋳塊の品
質向上、（には生産性の向上を計ったものである。

以下本発明を実施−ＨＫついて説明する。

第３図に示す鋳塊厚さ測定装置を用い、ｗＸ２図に示す
連続鋳造方法によりｈｔ−ｓｓ−Ｍｇ合金の連続鋳造実
験を行なり几。

鋳塊厚さの測定には図には示してないが、ピンチロール
（１０）の前方に鋳塊温度制御装置を設けて鋳塊温度を
４５０±５℃に、１ＩＩＩ御して測定した。ま之鋳型の
冷却社冷却ゾーン（６）を図に示すように７分割（６−
１）（６−２）・・・・・・（６−７）Ｌ、、最終冷却
ゾーン（６−７）の冷却水量を増減して行なった。その
他の鋳造条件は次のよう和して鋳塊の厚さを４９．６−
以上に制御した・ 注湯温度　　　　　　　　　７００±２℃鋳造速ｆ　　
　　　　　　　　１２．５愼／−冷却水量（６−１）　
〜（６−６）　　５５−シメｈｒ冷却水温　　　　　　
　　　１８〜２５℃鋳型内法厚さ　　　　　　　５０■ 遅続して取出された鋳塊の厚さを厚さ測定装置により連
続的Ｋ１１定し、５分毎に１回の周期で鋳塊厚さを表示
板に表示した・作業者はこれを見て目Ｉｌｉ値の４９．
７■以下、例えｔｆ４９．６５ｍの場合に最終冷却ゾー
ンの水量を約３．８ｍ／／ｈｒかも約２．８ｊ／ｈｒ［
減少させた◎その結果鋳塊温度が１３０℃から１４５℃
に上昇し鋳塊厚さｔｉ４９．７■に回復し友。このよう
【°シて最終冷却ゾーンの冷却水量と鋳塊厚さ及び−塊
温度の関係を調べた。その結果を第５図に示す。

次に上記鋳造実験＃Ｃ基づき、同様にして長時間の連続
鋳造を行なった。その結果鋳塊厚さを４９．６１〜４９
．９２−の範囲に制御することができた。また得られ友
鋳塊について発汗現象に基−づ〈・欠陥点数を調べた・
その結果を従来の一定の鋳造条件で鋳造し几−塊の欠陥
点数と比較して第６図に示す０図中（Ａ）　Ｆｉ本発明
方法により連続鋳造した鋳塊の欠陥点数、（Ｂ）　Ｆｉ
従来方法によ）連続鋳造し友鋳塊の欠陥点数の経時変化
を示したものて、図から判るように従来方法では欠陥点
数の平均値（′りが５３点であるのに対し、本発明方法
では欠陥点数の平均値（りが２４点と大巾に減少してい
る。ｔた従来方法で蝶欠陥点数の変動が非常に大きいの
に対し本発明方法では欠陥点数の変動も小さいことが判
る・実施例において、−塊厚さが４９．６■以上和なる
ように制御した一実例を示した一〇であるが、第１図に
もとずき鋳塊厚さ：＃４９．４■以上の時欠陥点数＃ｉ
８０以下と′＆や製品の品質上、同等問題はなかった事
から鋳型内寸法５０■に対し鋳塊厚さ４９．４■、その
比を９８．８鳴以上和なΔよう制御すればよい。

以上鋳塊の厚さを連続測定してこれを表示し、人手によ
り最終冷却ゾーンの水量を増減させたが、こｔＬＫ限る
ものではなく自動制御化してもよい。またＡ４合金の連
続−造について説明したがこれに＠るものではなくすべ
ての金属、合金にも適用することができるものである。

このように本発明によれば発汗現象を防止して鋳塊品質
を著しく向上し圧延加工時の割れ、伸縮加工時断線等を
改善して生産性を向上し、更に製品の機械的特性の低下
及び変動等を改善し得るもので、工業上−著な効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法により連続鋳造した鋳塊厚さと欠陥点
数との関係を示す説明図、第２図は本発明方法の一例を
示す説明図、第３図＃ｉ鈎塊厚さ測定装置の一例を示す
原壇図、菖４図←）〜（ｄ）は第３図に示す測定装置の
作動状１１を示すもので、（ａ）は鋳塊が正常走行の場
合、（ｂ）は上下に平行変位の場合、（ｅ）ｉｊ下向き
に変位した場合、（ｄ）ｔｉ上向１！に変位した場合を
示す・第５図は本発明方法における最終冷却ゾーンの冷
却水量と鋳塊温Ｋ及び鋳塊厚さの関係を示す説明図、第
６図は本発明方法と従来方法により連続鋳造した一塊の
欠陥点数の経時変化を票す説明図である。 ｌ・・・・・・・・・鋳型用回転輪 ２・・・・−・・・・・・・案内輪 ４１−−−聞・・曲フッシュロール ３菖・・・・・・・・・−・・金４無端ベルト５・・・
・・・・・・・・・鋳型 ６・・・・・・・・・・・・冷却ゾーン８−−−−・・
・・・・・鋳塊 ９・・−・−・・・・・鋳塊厚さ測定装置１２・・・・
・・・・・連続圧延機 １３・−・・・・・・・巻取機 １８−・・・・・・・　　ガイドロール２５．２６・・
・検知ロール ２９・・・・・・・・・差動変位針 第４ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　周Ｉｌｌに凹溝を設けた鋳型用回転輪と、そ
   の一部”　周面と接動する金属無端ベルトによシ、連続
   して鋳型を形成し該鋳型内に二端より金属溶湯を注湯し
   、−塁周囲に冷却水を噴射して溶１ｋを冷却凝固せしめ
   、鋳型の他端より一塊を取出す方法において、取出した
   鋳塊の厚さを一定し、該厚さが―型− 内法厚さに可及的に近ずくように鋳造条件を制御　１八 することを％黴とする連続鋳造方法。 Ｑ）　鋳造条件のうち冷却水量以外を一定に保持して冷
   却水量を制御する特許請求の範囲第１項記載の連続鋳造
   方法。 ０）　−塊厚さを鋳型内寸法厚さの９８．８％以上に制
   御する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の連続鋳造
   方法。 （４）　　鋳型より歳出した一塊上面と下ｆＪＫ検知ロ
   ールを接触させ、両ａ−ル関に差動変位針を設け、両ロ
   ールの少なくとも一方に鋳塊の変位に熾従するガイドを
   取付け、両ロールの鋳塊との接触点を鋳塊長手方向と直
   ＠に保持して鋳塊厚さを測定する特許請求の範囲第１項
   、第２項又は第３項記載の連続鋳造方法。